冯 强，雍占福

(青岛科技大学 高分子科学与工程学院，山东 青岛 266042)

轮胎作为汽车唯一的接地零件，其安全性是车辆行驶安全性的重要保障。而带束层作为子午线轮胎主要的受力部件，其结构设计与轮胎的使用寿命息息相关。合理的轮胎带束层结构设计，可以在同样的材料和工艺条件下，尽可能地延长轮胎的使用寿命，减少轮胎的行驶故障率[1]。

传统的轮胎结构设计，需要在结构设计完成后，进行产品试制、投放市场，经过市场反馈后，才能找到结构设计中的缺陷和不足，再对其予以改进，这样会导致结构设计的实验周期较长，耗费的研发资源较多，无法及时抓住市场的新方向；而基于有限元分析软件的轮胎结构设计，可以使得实验方案在不经过产品试制的情况下，提前发现轮胎结构设计上的缺陷和不足，予以改进，减少企业产品研发周期和实验经费[2]。

本研究在有限元分析方法的基础上，通过设计合理的正交实验，使用Hypermesh和ABAQUS等有限元分析软件，建立轮胎的有限元模型[3]。通过对有限元分析数据进行极差分析，探究全钢载重子午线轮胎1#带束层的钢丝角度、带束层厚度和带束层宽度对轮胎接地性能与使用寿命的影响[4]。

1 12R22.5全钢载重子午线轮胎有限元模型的建立和分析

1.1 二维轮胎有限元模型的建立

12R22.5-18PR全钢载重子午线轮胎二维有限元模型如图1所示。

图1 轮胎二维有限元模型示意图

12R22.5-18PR全刚载重子午线轮胎，采用四层带束层结构，通过AutoCAD绘制出轮胎断面的材料分布图，同时将材料分布图中的一些不必要的几何结构进行处理，目的是提高有限元计算的收敛性以及计算精度。……